SIP原理分析与详解.ppt

SIP原理与应用 内容简介 历史回顾和概述SIP的结构和消息SIP的呼叫流程SIP与H 323的比较 历史回顾 SIP出现于二十世纪九十年代中期 源于哥伦比亚大学计算机系副教授HenningSchulzrinne及其研究小组的研究 1996年 他向IETF提交了一个草案 其中包含了SIP的重要内容 IETF继续进行这项工作 于2001年发布了SIP规范RFC3261 标志着SIP的基础已经确立 SIP SessionInitiationProtocol 即初始会话协议 是IETF提出的基于文本编码的IP电话 多媒体会议协议 用于建立 修改并终止多媒体会话 SIP协议可用于发起会话 也可以用于邀请成员加入已经用其它方式建立的会话 SIP概述 SIP协议支持多媒体通信的五个方面用户定位用户能力用户可达性呼叫建立呼叫处理 SIP是基于客户 服务器的体系结构 网络组件基本分为用户代理 UserAgent 和网络服务器 NetworkServer 1 SIP的用户代理SIP的用户代理是SIP系统中的终端用户 根据它们在会话中扮演的角色又可分为用户代理客户机 UAC UserAgentClient 和用户代理服务器 UAS UserAgentServer 前者发起呼叫请求 后者响应呼叫请求 2 SIP网络服务器SIP网络服务器的主要功能是名字解析和用户定位 主要分为代理服务器 重定向服务器 注册服务器三类 代理服务器 为其它的客户机代理 进行SIP消息的转接和转发的功能 消息机制与UAC和UAS相似 对收到的请求消息进行翻译和处理后 传递给其他的服务器 对SIP请求及响应进行路由 通过代理服务器的呼叫 重定向服务器 接受SIP请求消息 进行地址映射 将映射后的地址 零个或多个 返回给客户机 与代理服务器proxyserver不同的是 redirectserver不会发起自己的呼叫 与useragent不同的是 redirectserver不接受呼叫终止或主动终止呼叫 通过重定向服务器的呼叫 注册服务器 接受REGISTER请求的服务器可以支持鉴权的功能在典型应用中 可与代理服务器proxysever或重定向服务器redirectserver一起提供用户定位服务 SIP结构和消息 SIP是一个分层结构的协议 它的行为根据一组平等独立的处理阶段来描述 由SIP规定的元素是逻辑元素 不是物理元素 SIP协议层次 第一层 语法和编码第二层 传输层 第三层 事务层 第四层 事务用户层 SIP消息由三部分组成 即消息行 消息头和消息体 SIP消息的具体格式如下 Message start line Message headerCRLF message body 1 消息行通过识别首行来判断一个SIP消息是请求还是响应 请求的首行被称为请求行 由方法名 请求UIR和协议版本三部分组成 响应的首行被称为状态行 由协议版本 状态码和原因短语三部分组成 SIP请求消息的操作共有以下请求方法 状态码分为以下六类 2 消息头字段消息头字段包含与请求有关的信息 例如请求的发起者 请求的接收者和呼叫标识 消息头字段的格式如下 Header name Header Value 3 消息体消息体可携带任何基于文本的信息 而请求方法和响应的状态码决定消息正文该如何解释 SDP是一个用来描述会话的应用层协议 是一个基于文本的协议 采用提供 应答模型 SDP主要包含了3级信息 会话级描述时间描述媒体类型和格式SDP描述有两个目的 告知某会话的存在和给出参与该会话所必须的信息 SIP消息头实例 SIPHeader INVITEsip 5120 192 168 36 180SIP 2 0Via SIP 2 0 UDP192 168 6 21 5060From sip 5121 192 168 6 21To Call ID c2943000 e0563 2a1ce 2e323931 192 168 6 21CSeq 100INVITEExpires 180User Agent CiscoIPPhone Rev 1 SIPenabledAccept application sdpContact sip 5121 192 168 6 21 5060Content Type application sdp SIP请求消息实例 Request Line INVITEsip 8882101 10 77 226 41SIP 2 0 开始行 INVITE URL SIP的版本号 MessageHeader 消息头 From sip 8882100 10 77 226 41 tag 1c13959 From 说明本次会话是由谁发起的 To sip 8882101 10 77 226 41 To 说明本消息是送给谁的 Call Id call 973574765 4 10 77 226 121 CALL ID 用来唯一标识一次SIP呼叫的编号 Cseq 1INVITE Cseq 用来区分同一个呼叫不同INVITE消息的编号 Content Type application sdp Content Type 用来说明消息体的类型 Content Length 199 Content Length 用来说明消息体的长度 Accept Language en Accept Language 用来说明消息体语言类型 Contact sip 8882100 10 77 226 121 Contact 用来告诉对方回信息给谁 User Agent Pingtel 1 0 0 VxWorks User Agent 指明UA的用户类型 Via SIP 2 0 UDP10 77 226 121 Via 记录消息的地址路径 SessionDescriptionProtocol SDP SessionDescription version v 0 SDP版本号 Owner Creator SessionId o INIP410 77 226 121 描述源端信息 SessionName s phone call SDP本次呼叫名字 ConnectionInformation c INIP410 77 226 121 本端IP信息 TimeDescription activetime t 00MediaDescription nameandaddress m audio8766RTP AVP0968 RTP媒体类型描述 MediaAttribute a rtpmap 0pcmu 8000 1 支持PCMU率压缩编码方式 MediaAttribute a rtpmap 96telephone event 8000 1 支持telephone event MediaAttribute a rtpmap 8pcma 8000 1 支持PCMA率压缩编码方式 该消息用来指明本次呼叫需要由谁和谁参与 采用那种媒体类型 SIP响应消息实例 Status Line SIP 2 0100TryingMessageHeaderCall ID call 973574765 4 10 77 226 121CSeq 1INVITE 注意CSeq没有变 说明本消息是对INVITE的响应 From sip 8882100 10 77 226 41 tag 1c13959To sip 8882101 10 77 226 41Via SIP 2 0 UDP10 77 226 121Content Length 0该消息只是表明已接收方接受INVITE消息并正在处理中 其Call ID CSeq From To Via是INVITE消息中的复制 由于没有SDP 所以Content Length为0 SIP的呼叫流程 注册流程注销流程基本呼叫建立过程会话更改流程正常呼叫建立过程被叫忙呼叫释放 1 注册流程 2 注销流程 3 基本呼叫建立过程 4 会话更改流程 5 正常呼叫释放过程 6 被叫忙呼叫释放 7 被叫无应答流程一 8 被叫无应答流程二 9 遇忙呼叫前转 10 无应答呼叫前转流程 SIP与H 323的比较 体系结构的比较复杂性的比较可靠性及服务质量的比较对视频和语音的编码格式的支持会议规模各自优点 体系结构的比较 在H 323系统中 终端主要为媒体通信提供数据 功能比较简单 而对呼叫的控制 媒体传输控制等功能的实现则主要由网守来完成 H 323系统体现了一种集中式 层次式的控制模式 SIP采用Client Server结构的消息机制 对呼叫的控制是将控制信息封装到消息的头域中 通过消息的传递来实现 因此SIP系统的终端就比较智能化 它不只提供数据 还提供呼叫控制信息 复杂性的比较 消息的组成 H 323定义了上百个基本元素 而SIP只有37个头部 消息的表示 H 323采用基于ASN 1和PER的二进制方法表示其消息 SIP以文本方式表示消息 只需要相对简单的生成器和词法语法分析器 协议栈结构 可靠性 H 323定义了很多功能来处理中间网络设备故障问题 SIP则不具备处理中间实体故障的能力 服务质量 在H 323中 网守提供一组丰富的控制和管理功能 包括地址翻译 接纳控制 带宽控制和地域管理 SIP自身不支持管理和控制功能 而是依赖于别的协议 对视频和语音的编码格式的支持 目前存在的编码格式有数百种之多 SIP支持任何编码格式 不同应用实现也可以根据符串名字识别编码格式并从IANA得到有关信息 H 323支持的每种编码格式都必须是ITU标准化的 这也成为推广IP电话应用的一个障碍 会议规模 H 323进行集中 层次式控制 尽管集中控制便于管理 但当用于控制大型会议电话时 H 323中执行会议控制功能的多点控制单元很可能成为瓶颈 而SIP能支持任何规模的通话 SIP信令系统不需要集中控制的MC 而是采用完全分布式的控制方式 因此提高了通信规模和复杂情况的适应能力 h 323优点 H 323是一个整套的协议栈用来在IP和包交换网络中传输标准的电话语音服务 除了在设计时独立于其它标准 H 323的基本功能里也包括很多电话的辅助功能 例如会议和呼叫转移 这种实现的优点是 它给希望开发高级特性和服务的开发者留下了很明确的接口 这样就保证了高度的兼容性 整个行业都在为H 323增加功能和增进互通性方面作了很多的工作 H 323会成为下一代网络中的一个重要的信令协议 SIP协议